小区电动汽车分布式充放电控制策略研究

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1、学校代码10530学号201510171763分类号TN92密级公开硕士学位论文小区电动汽车分布式充放电控制策略研究学位申请人李鹏广指导教师罗光明副教授学院名称信息工程学院学科专业电气工程研究方向电力系统自动化二○一八年六月六日ResearchondistributedcharginganddischargingcontrolstrategyforelectricvehiclesinresidentialareasCandidateLiPengguangSupervisorAssociateProfes

2、sorLuoGuangmingCollegeTheCollegeofInformationEngineeringProgramElectricalEngineeringSpecializationPowerSystemAutomationDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversitythDateJun62018摘要随着能源、环境压力的不断增大，电动汽车(ElectricVehicles,EVs）因环保、节能、无污染的优势，受到各国政府的关注。电

3、动汽车用户基数的逐年提升，未来小区将成为主要的充电场所。但是，在现实生活中，存在着用户充电难的问题，主要原因有：一方面规模化电动汽车无序充电会引起配电变压器过载，影响小区配电系统的安全运行。另一方面小区布置智能充电桩需要增加配套的电力设备、升级改造线路，前期投资成本高，难以调动小区物业参与的积极性。同时我国电网以静态分时电价的形式售电，但静态分时电价的费率和时段不随电网实际运行情况动态调整，难以反映实际供需情况。针对静态分时电价下小区电动汽车充电难的问题，本文提出了小区电动汽车分布式充放电控制策略，实现

4、配电系统安全运行的同时，满足用户充电需求。论文主要包括以下研究内容：1）分析了电动汽车充电模式，用户行驶特性、电池充电特性等影响充电负荷的因素，建立了单台电动汽车的充电负荷模型。2）以某小区为例，采用蒙特卡洛法分别仿真了规模化无序充电行为和静态分时电价有序充电行为对小区负荷特性的影响，结果表明:无序充电会加剧负荷波动；静态分时电价有序充电虽可将充电负荷转移到低电价时段，但会在低电价起始时刻出现新的负荷高峰。3）提出了小区电动汽车分布式有序充电控制策略。首先，电池管理系统中嵌入计算芯片，具有自主制定充电计

5、划的功能，克服了电力中心计算时间开销大和集中控制充电桩启停的问题。其次，面向小区构建了分布式充电系统架构，基于实时引导电价建立了以用户充电费用最小为目标的模型，在所建模型中引入对偶理论实现分布式计算。最后，为了验证所提策略的有效性，仿真了无序充电、有序充电行为对负荷特性和用户充电费用的影响，并与集中式控制策略对比计算时间。4）提出了考虑电池损耗的电动汽车分布式充放电控制策略。通过电动汽车与电网互动（Vehicle-to-Grid，V2G）技术设置有序充放电仿真算例；将电池损耗费用与放电功率相关联，建立了

6、考虑电池损耗的用户充放电费用最小化模型，利用对偶理论对模型变化，解决含有耦合约束条件的问题，实现分布式有序充放电；最后，对无序充电、有序充电、有序充放电控制策略进行仿真分析。关键词：电动汽车；蒙特卡洛；对偶理论；分布式计算；充放电IAbstractWiththeincreasingpressureofenergyandenvironment,ElectricVehicles(EVs)hasattractedattentionofgovernmentsallovertheworldduetoitsadva

7、ntagesofenvironmentalprotection,energysavingandpollution-free.Theuserbasenumberoftheelectricvehicleisincreasingyearbyyear,andtheresidentialareawillbecomethemainchargingplaceinthefuture.However,inreallife,thereisadifficultproblemofuserscharging,themainrea

8、sonsare:ontheonehand,theuncoordinatedchargingoflargescaleelectricvehiclewillcauseoverloadofdistributiontransformer,whichaffectthesafeoperationofpowerdistributionsystem.Ontheotherhand,thelayoutofintelligentchargingpileinthe